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【为创造伟力作出贡献】

西安交大电信学院吴朝新课题组提出钙钛矿量子点设计新思路

来源:交大新闻网 日期 2018-04-24 11:39 点击:

近年来,钙钛矿材料由于具有易于合成、低成本、高吸收系数、载流子扩散距离长等优势,在光伏领域掀起研究热潮,成为炙手可热的“明星材料”。除此之外,钙钛矿材料还具有高荧光量子产率及易于通过组分调控的发光光谱范围,使其展现出在发光二极管领域的应用优势。尤其将钙钛矿制备成低维量子点后,由于量子限域作用,材料的发光性能将进一步提高。在钙钛矿量子点的制备过程中,为了保证胶体量子点的稳定性,烷基链配体必不可少。然而这些烷基配体的绝缘性限制了载流子在量子点之间的传输,导致了最终量子点器件低劣的性能。虽然可以通过优化烷基配体的浓度或烷基链的长度,在胶体量子点的稳定性与载流子传输性之间寻找平衡点,但此前依然没有一种方法解决钙钛矿胶体量子点的稳定性与量子点间载流子传输特性之间的矛盾。

西安交通大学电信学院吴朝新教授团队首次提出直接采用具有共轭结构的烷基胺苯丙烯胺(PPA)作为配体,利用共轭基团的电子离域特性,解决了量子点稳定性与载流子传输特性之间的矛盾,既成功地合成了甲胺铅溴钙钛矿量子点,并且在不降低量子点胶体稳定性的同时,提高了量子点薄膜的导电性能。相比采用正辛胺为配体制备的钙钛矿量子点,PPA的使用使得钙钛矿量子点薄膜中的载流子迁移率提高了22倍,相应的发光二极管器件性能提高了约八倍,PPA量子点发光二极管的亮度可达9053cd/m2,效率可达9.08cd/A。这项工作成功解决了量子点中较差的载流子传输性能与其稳定性之间的矛盾,为量子点的设计提供了新的思路,将加速共轭配体的设计及其在相应的量子点光电领域的应用。

该项研究工作以题为“Charge Transport between Coupling Colloidal Perovskite Quantum Dots Assisted by Functional Conjugated Ligands”近期发表于国际应用化学顶级经典期刊 Angew.Chem.Int.Ed.(2018,57,1–6),并获得审稿专家top5%的高度评价。该论文第一作者为课题组博士生代锦飞,西安交通大学为唯一作者单位,吴朝新教授为唯一通讯作者。参与此项工作的还有西安交通大学理学院段新华教授及其博士生赵景峰同学。

该工作得到科技部国家重点研发专项、自然基金委面上课题以及博士后面上项目的支持。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201801780

【延伸阅读】

吴朝新教授团队长期专注新型功能材料的发光与光伏机制与相关应用,多项重要成果发表于Adv.Mater.,Adv Func Mater.,ACS Energy Letter.,NanoEnergy等国际顶级期刊,更多研究内容见吴朝新教授主页:http://zhaoxinwu.gr.xjtu.edu.cn

文字:电信学院
编辑:程洪莉

 
 
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